炼化企业金属材料应力腐蚀及监测研究

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从石油化工联合企业建成投产之日开始,就存在发生腐蚀的各种环境条件,即存在事故隐患,这是一种不可抗拒的自然规律。在生产装置运行中,若各种腐蚀环境条件不能及时控制与改善,事故隐患不能及时得到监控,造成的财产损失和人员伤亡是巨大的。本文研究介绍分析了炼化生产中常见的腐蚀类型、腐蚀环境体系、腐蚀机理和相应的防护技术。在酸性腐蚀环境下,对石化企业生产用主要材料16MnR、20钢和316L进行试验研究,并对装置重点腐蚀部位用Microcor检测仪进行现场实时监测,以评估应力腐蚀进展情况,加以调整生产工艺。   对于腐蚀介质来说,它主要来源于原油中的各种盐类和硫化物,还有各种金属元素(如铁、镍、铜、钒等)及非金属元素(氮、氧等),以及蜡质和胶状物,但其含量因产地而异,这就给生产加工带来诸多困难。这些物质会在加工中产生许多新物质,成为各种腐蚀环境中的腐蚀因素,如HCl、H2S、H2O、NH3、HCN等等,这些因素可以形成各种腐蚀环境体系,如HCl-H2S-H2O、H2S-HCN-NH3一H2O等。在不同的腐蚀环境下,金属会产生不同类型的腐蚀,每种类型产生都会按一定的规律和机理发生、发展,其中应力腐蚀开裂是重要的腐蚀形式。   论文通过试验模拟方法,在H2S、Cl-、PH值和温度诸因素作用下,采用慢应变速率拉伸腐蚀试验,对16MnR、20钢和316L等进行了应力腐蚀开裂敏感性试验。试验表明,对16MnR这种钢材而言,在湿硫化氢环境下,H2S浓度对应力腐蚀敏感性影响较大,其焊缝应力腐蚀敏感性高于母材。对20钢的试验来说,在脱硫系统中应力腐蚀敏感性较低,而温度却对20钢的应力腐蚀敏感性影响相对较大。从316L在湿硫化氢环境中的慢应变速率拉伸试验来看,温度的影响较为明显,即随温度升高,敏感性指数增大。而敏感性指数随H2S、Cl-、PH值的变化没有明显的规律,只表现在一定数值范围内波动。   企业在生产装置的关键部位采用了16MnR、20钢和316L等钢材,故在关键部位进行了腐蚀速率现场监测,以便与试验结果进行比较,调整过程控制。还针对辽化炼油厂脱硫车间的再生塔顶冷却器(E3203)中的内浮头螺栓的断裂,进行了失效分析。结果表明,这些螺栓的断裂是由湿硫化氢应力腐蚀造成的。
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